Acumulatorii BOP explicați: principiul de funcționare, dimensionarea și verificările pe teren

Un acumulator BOP este unitatea hidraulică cu energie stocată care închide dispozitivele de prevenire a erupțiilor atunci când o instalație nu are putere, aer comprimat și nu funcționează pompe. Nu este o componentă cu foraj; este sursa de alimentare care face ca restul stivei BOP să funcționeze în caz de urgență, iar capacitatea sa este măsurată în fluid hidraulic utilizabil, nu în câte sticle încap pe skid.

Această definiție conduce totul de mai jos: de ce preîncărcarea cu azot contează mai mult decât numărul de sticle, de ce o unitate care trece printr-un control al presiunii statice se poate închide încă lent și ce să specificați, să încărcați și să inspectați astfel încât forța de închidere să fie încă acolo pe a doua și a treia funcție a unei lovituri.

Ce trebuie să facă un acumulator BOP

Un acumulator BOP de suprafață trebuie să furnizeze suficient lichid stocat pentru a opera fiecare funcție de urgență necesară în secvență și să mențină în continuare presiunea peste preîncărcarea sa cu azot, fără sursă externă de energie.

Prin urmare, o unitate de lucru conține cel puțin:

• Sticle încărcate cu azot pe un rack colector, fiecare cu propria supapă de izolare.
• Un rezervor hidraulic dimensionat pentru a acoperi volumul deversat de sticle, plus o marjă de lucru.
• Pompe pneumatice, electrice sau duble cu presostate automate.
• Regulatoare care reduc presiunea sticlei până la alimentarea cu berbec și inelar.
• Supape de siguranță, supape de reținere și o conexiune dedicată de încărcare cu azot.
• Un panou de control cu ​​supape de funcționare, plus un panou de la distanță la podeaua de foraj pe majoritatea platformelor.
• Manometre sau traductoare, alarme de joasă presiune și indicare a nivelului lichidului.

Practica de proiectare și exploatare se regăsește în două documente: API Spec 16D pentru sistemul de control în sine și API Std 53 pentru sistemele de echipamente de control al sondei de la locația sondei. Ambele înconjoară același număr, volumul de fluid utilizabil la o marjă de presiune definită și ambii presupun că unitatea este încărcată, inspectată și testată conform unui program.

Cum energia stocată devine forță de închidere

Energia este stocată ca azot comprimat, mai degrabă decât fluid pompat, motiv pentru care unitatea continuă să funcționeze după ce instalația își pierde puterea.

Fiecare sticlă este împărțită în două camere. Azotul este preîncărcat pe o parte; fluidul hidraulic din rezervor este pompat în celălalt. Deoarece azotul se comprimă, iar fluidul nu, pompa încarcă gazul pe măsură ce umple carcasa. Când o supapă de funcționare se deschide, azotul se extinde și împinge fluidul către operatorul de prevenire la presiune, fără a fi nevoie de pompă, alimentare cu aer sau energie electrică.

Preîncărcarea este podeaua sistemului. Fluidul se oprește odată ce presiunea butelii scade la valoarea de preîncărcare cu azot, astfel încât fiecare acțiune utilă are loc între presiunea de lucru și preîncărcare.

Tipul de sticlă stabilește modul în care se face acea separare

Preîncărcarea respectă legea gazelor, la fel și iarna

Pe un sistem de 3.000 psi, preîncărcarea cu azot este de obicei de 1.000 psi, verificată cu partea fluidă izolată și drenată. Această cifră depinde de temperatură: o sticlă încărcată la 1.000 psig la 70 °F citește aproximativ 865 psig la 0 °F, deoarece presiunea azotului crește cu temperatura absolută. O unitate care părea complet încărcată vara poate avea lipsă de lichid utilizabil într-o lucrare de lucru din ianuarie, iar una încărcată cu aer comprimat în loc de azot uscat prezintă un risc real de incendiu.

Dimensiune după volumul utilizabil, nu după numărul de sticle

Numărul care aparține unei specificații este volumul de fluid utilizabil la o marjă de presiune definită, niciodată volumul total al sticlei sau numărul de sticle.

Pentru un sistem de 3.000 psi cu preîncărcare de 1.000 psi, aproximarea izotermă este simplă: volumul utilizabil este egal cu volumul total al sticlei înmulțit cu un minus preîncărcare (absolut) împărțit la presiunea de lucru (absolută). În practică, cifra care trebuie dovedită este mai mică, deoarece sistemul trebuie să rămână cu cel puțin 200 psi peste preîncărcare după ultima funcție necesară. Acesta este numărul pe care îl produce un test de reducere.

Urmează două consecințe. Creșterea preîncărcării pentru a obține o presiune suplimentară a sticlei reduce întotdeauna lichidul utilizabil. Și adăugarea de funcții, un al doilea inelar, o supapă HCR sau un șoc hidraulic, modifică cerința, motiv pentru care o schimbare a stivei forțează adesea un acumulator să redimensioneze mai degrabă decât o sticlă în plus.

Preîncărcare, presiuni reglate și timp de închidere

Setați mai întâi preîncărcarea cu azot, deoarece orice altă presiune asupra unității este în aval de aceasta și timpul de închidere este decis de calea fluxului, mai degrabă decât de numărul de sticle.

Ora de închidere este o problemă de flux. Dimensiunea supapei, orificiul furtunului, volumul operatorului și lungimea de rulare de la panou la preventor contează mai mult de o sticlă suplimentară. O unitate poate menține presiunea maximă și încă se poate închide lent dacă calea de curgere este restricționată, motiv pentru care testul de funcționare, nu manometrul, este dovada reală.

Verificări zilnice, moduri de eșec și testul de retragere

O plimbare de zece minute prinde aproape toate problemele acumulatorului înainte ca aceasta să devină un eveniment de control.

• Presiunea sticlei și preîncărcarea sunt citite în funcție de temperatura ambiantă, nu față de o citire de vară.
• Nivelul rezervorului, culoarea fluidului și orice semn de emulsie sau nisip.
• Presiunea de pornire a pompei și timpul de reîncărcare; o reîncărcare lentă indică o pompă uzată sau o supapă de reținere care are scurgeri.
• Scurgeri la fitingurile colectoarelor, supapele sticlei și liniile de alimentare ale operatorului.
• Presiunea de alimentare cu aer și starea uscătorului la unitățile acționate cu aer.
• Supapele de funcționare revin complet la neutru, fără fluaj de presiune pe manometre.
• Panou de la distanță și alarme de joasă presiune testate în programul puțului.

Cele mai multe defecțiuni din câmp se regăsesc din patru cauze: o vezică ruptă sau pliată, o scurgere lentă de azot la o supapă sau la un port de încărcare, o supapă de reținere a sticlei care lasă fluidul să migreze între sticle și lichid hidraulic contaminat care blochează filtrele și încetinește fiecare funcție. Niciuna dintre ele nu este vizibilă în mod fiabil pe un manometru. De aceea există testul de tragere periodică:

1. Înregistrați temperatura ambiantă, valorile de preîncărcare și secvența de funcții cerută de programul puțului.
2. Izolați pompele și orice alimentare externă cu energie; notați presiunea de pornire și nivelul rezervorului.
3. Operați fiecare funcție necesară în secvență, în mod obișnuit toți berbecii închise, unul inelar închis și supapa HCR deschisă.
4. Înregistrați presiunea după fiecare pas; sistemul trebuie să rămână cu cel puțin 200 psi peste preîncărcare după funcția finală.
5. Comparați fluidul evacuat cu volumul utilizabil așteptat, reîncărcați unitatea și înregistrați rezultatul.

Aceeași disciplină se aplică atunci când stiva este testată mai degrabă la presiune decât la funcționare: etanșările, cavitățile și operatorii sunt dovedite sub presiune, iar sistemul de control trebuie să-și mențină marginea pe tot parcursul.

Butuc de testare BOP pentru testarea stivei dispozitivului de prevenire a exploziilor Butuc de testare BOP pentru sisteme de prevenire a erupțiilor, care asigură etanșare la presiune înaltă și control de la distanță în stive testate la presiune cu unități de control potrivite. Vizualizare produs →

Unde acumulatorul se întâlnește cu stiva

Specificați unitatea de control și hardware-ul stivei împreună, deoarece prevenitorii înșiși decid volumul utilizabil de care aveți nevoie.

Cei mai mari consumatori de fluid stocat sunt dispozitivul de prevenire inelară, care are nevoie de un volum mare pentru a etanșa în jurul unei game de dimensiuni de țevi, și dispozitivele de prevenire a berbecului, care trebuie să se închidă și să se blocheze împotriva presiunii puțului. O stivă cu doi berbeci cu un inelar este un minim comun; adăugarea unui berbec de forfecare sau a unui al doilea inelar modifică calculul volumului util și, prin urmare, dimensiunea bancului de sticle și a pompei.

Potrivirea cotelor de presiune, dimensiunilor flanșelor și volumelor operatorului la sistemul de control în etapa de specificare evită problemele obișnuite de câmp: închiderea lentă, elementele deteriorate de suprapresiune și panourile care nu pot opera fiecare funcție din desen.

BOP anular pentru controlul puțurilor de foraj și etanșarea de urgență BOP inelar pentru controlul puțurilor de foraj, oferind etanșare inelară și răspuns rapid; alegeți cu valori nominale de presiune, dimensiuni de flanșă și volume de operator potrivite. Vizualizare produs →

BOP dublu berbec pentru etanșarea capului sondei API 16A Double Ram BOP folosește doi berbeci pentru o barieră de etanșare; API 6A/NACE MR0175, cu volume de presiune, flanșă și operator potrivite sistemelor de control. Vizualizare produs →

Întrebări frecvente

De cât lichid utilizabil are nevoie un acumulator BOP?

Suficient pentru a opera fiecare funcție de urgență necesară în secvență și pentru a rămâne cu cel puțin 200 psi peste preîncărcarea cu azot, ceea ce este exact ceea ce demonstrează un test de reducere. Volumul total al sticlei nu este răspunsul.

Ce preîncărcare cu azot ar trebui să folosesc?

Pe un sistem de 3.000 psi, 1.000 psi la 70 °F este punctul de pornire comun, ajustat pentru temperaturile pe care unitatea le va vedea de fapt. Verificați-l cu partea fluidă izolată și scursă și utilizați numai azot uscat.

Cât de des trebuie testat acumulatorul?

Verificări zilnice ale presiunii și fluidelor, cu teste de funcționare și de tragere la intervale stabilite de API Std 53, programul de sondă al operatorului și reglementările locale, nu numai după o defecțiune.

O unitate de acumulator poate deservi două platforme?

In general nu. Volumul utilizabil, circuitele de furtun și aspectul panoului sunt proiectate în jurul unui singur stivă și al unui dispozitiv, astfel încât un al doilea stivă înseamnă de obicei un banc de sticle mai mare sau o unitate separată.

Cumpărarea unui acumulator se rezumă la trei lucruri verificabile: o cifră a volumului utilizabil dovedită prin test, o disciplină de preîncărcare care supraviețuiește iarnă și dispozitive de prevenire care se potrivesc cu presiunile nominale de pe desen. Cumpărători care le cer pe toate trei și confirmă domeniul de producție din spatele mărcilor API 16A și API 16C , rareori sunt surprins pe teren.

Etapa de verificare este identică pentru stivele noi și recertificate, deoarece fiecare cavitate este testată la presiune înainte ca unitatea să funcționeze. De aceea ciotul de testare BOP aparține aceleiași conversații ca și unitatea de comandă.